CN219440457U - 动物照射装置以及动物辐照系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种动物照射装置以及动物辐照系统，动物照射装置包括动物容纳机构，动物容纳机构沿一轴线方向延伸，动物容纳机构具有沿轴线方向相对的第一端和第二端，动物容纳机构具有供动物容纳的空腔；第一屏蔽机构，第一屏蔽机构位于动物容纳机构的第二端，第一屏蔽机构包括沿轴线方向与空腔相对设置的第一孔单元；第二屏蔽机构，第二屏蔽机构位于第一屏蔽机构沿轴线方向背离动物容纳机构的一侧，第二屏蔽机构包括沿轴线方向与第一孔单元相对设置的第二孔单元。本申请实施例中的动物照射装置以及动物辐照系统，可以调整中子束流，优化动物体内剂量分布。

Description

动物照射装置以及动物辐照系统

技术领域

本发明涉及一种临床前动物试验领域，尤其涉及一种动物照射装置以及动物辐照系统。

背景技术

随着原子科学的发展，例如钴六十、直线加速器、电子射束等放射线治疗已成为癌症治疗的主要手段之一。然而传统光子或电子治疗受到放射线本身物理条件的限制，在杀死肿瘤细胞的同时，也会对射束途径上大量的正常组织造成伤害；另外由于肿瘤细胞对放射线敏感程度的不同，传统放射治疗对于较具抗辐照性的恶性肿瘤(如：多行性胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme)、黑色素细胞瘤(melanoma))的治疗成效往往不佳。

为了减少肿瘤周边正常组织的辐照伤害，化学治疗(chemotherapy)中的标靶治疗概念便被应用于放射线治疗中；而针对高抗辐照性的肿瘤细胞，目前也积极发展具有高相对生物效应(relative biological effectiveness,RBE)的辐照源，如质子治疗、重粒子治疗、中子捕获治疗等。其中，中子捕获治疗便是结合上述两种概念，如硼中子捕获治疗，借由含硼药物在肿瘤细胞的特异性集聚，配合精准的中子射束调控，提供比传统放射线更好的癌症治疗选择。

硼中子捕获治疗(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)是利用含硼(¹⁰B)药物对热中子具有高捕获截面的特性，借由¹⁰B(n,α)⁷Li中子捕获及核分裂反应产生⁴He和⁷Li两个重荷电粒子。参照图1和图2，其分别示出了硼中子捕获反应的示意图和¹⁰B(n,α)⁷Li中子捕获核反应方程式，两荷电粒子的平均能量约为2.33MeV，具有高线性转移(Linear EnergyTransfer,LET)、短射程特征，α粒子的线性能量转移与射程分别为150keV/μm、8μm，而⁷Li重荷粒子则为175keV/μm、5μm，两粒子的总射程约相当于一个细胞大小，因此对于生物体造成的辐照伤害能局限在细胞层级，当含硼药物选择性地聚集在肿瘤细胞中，搭配适当的中子射源，便能在不对正常组织造成太大伤害的前提下，达到局部杀死肿瘤细胞的目的。

为了研究辐射生物学效应及验证放射线治疗的效果，临床治疗前需要进行动物辐照试验，试验中，通常需要将动物进行固定和照射,进行相关辐照研究。

例如，动物照射试验作为临床前动物试验的一部分，要求其结果真实、可靠、准确、科学和完整。而目前尚未有一套适合动物尤其是体型相对较大的大鼠的动物照射装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种动物照射装置，其用于调整中子束流，优化动物体内剂量分布。

本申请实施例公开了一种动物照射装置，其特征在于，包括：

动物容纳机构，所述动物容纳机构沿一轴线方向延伸，所述动物容纳机构具有沿所述轴线方向相对的第一端和第二端，所述动物容纳机构具有容纳动物的空腔；

第一屏蔽机构，所述第一屏蔽机构位于所述动物容纳机构的第二端，所述第一屏蔽机构包括沿所述轴线方向与所述空腔相对设置的第一孔单元；

第二屏蔽机构，所述第二屏蔽机构位于所述第一屏蔽机构沿所述轴线方向背离所述动物容纳机构的一侧，所述第二屏蔽机构包括沿所述轴线方向与所述第一孔单元相对设置的第二孔单元。

优选地，所述动物容纳机构由碳化硼或碳酸锂材料制成；所述第一屏蔽机构由铅或铅合金材料制成；所述第二屏蔽机构由石墨材料制成。

优选地，所述空腔朝所述动物容纳机构的第二端敞开，所述动物容纳机构内设置有用于对动物进行限位的垫片，所述垫片自所述动物容纳机构的第一端依次伸入所述空腔、所述第一孔单元和所述第二孔单元内。

优选地，所述动物容纳机构的空腔朝向所述动物容纳机构的第一端敞开，所述垫片自所述动物容纳机构的第一端与所述动物容纳机构能拆卸地连接。

优选地，所述动物容纳机构具有多个，所述第一屏蔽机构设有与动物容纳机构一一对应的多个第一孔单元，所述第二屏蔽机构设有与第一孔单元一一对应的多个第二孔单元。

优选地，所述动物容纳机构的空腔的中心线、与所述动物容纳机构的空腔相对应的所述第一孔单元的中心线、以及与所述第一孔单元相对应的第二孔单元的中心线重合。

优选地，还包括壳体、设置在所述壳体内的支架，所述支架包括与所述壳体内侧壁连接的第一杆单元和与所述第一杆单元连接的第二杆单元，所述第二杆单元包括沿垂直于所述轴线方向间隔排列的多个杆件，多个所述动物容纳机构分别设置在对应的所述杆件上。

优选地，所述第一杆单元包括主体部和贴合部，所述主体部由金属材料制成，所述贴合部与所述壳体的内侧壁贴合并与所述主体部连接，所述壳体和所述贴合部由PMMA材料制成。

优选地，所述第二屏蔽机构包括沿所述轴线方向排列的至少两个第二屏蔽单元，至少两个所述第二屏蔽单元形成有用于对动物的照射部位进行限位的第二台阶部。

优选地，所述第一屏蔽机构包括沿所述轴线方向排列的至少两个第一屏蔽单元，至少两个所述第一屏蔽单元形成有用于对动物的非照射部位进行限位的第一台阶部。

优选地，所述第二屏蔽机构包括沿所述轴线方向排列的至少两个第二屏蔽单元，至少两个所述第二屏蔽单元形成有用于对动物的头部进行限位的第二台阶部；所述第一屏蔽机构包括沿所述轴线方向排列的至少两个第一屏蔽单元，至少两个所述第一屏蔽单元形成有用于对动物的颈部和/或肩部进行限位的第一台阶部。

优选地，还包括能至少覆盖所述第一孔单元的第三屏蔽机构，所述第三屏蔽机构位于所述第二屏蔽机构沿所述轴线方向背离所述第一屏蔽机构的一侧。

优选地，所述第三屏蔽机构由铅或铅合金材料制成。

优选地，还包括能至少覆盖所述第一孔单元的慢化机构，所述慢化机构位于所述第三屏蔽机构沿所述轴线方向背离所述第二屏蔽机构的一侧。

优选地，所述慢化机构由PMMA材料制成。

本申请实施例公开了一种动物辐照系统，包括：

用于产生放射线的放射源，所述放射源包括具有预设孔径的束流孔洞；

如上述的动物照射装置，所述动物照射装置能置于所述束流孔洞内，

所述动物照射装置的最大外径与所述束流孔洞的预设孔径相同或相近。

综上所述，本发明实施例所采用上述方法，具有以下优点：

1、第一屏蔽机构和第二屏蔽机构可以调整中子束流，优化动物体内剂量分布；

2、动物容纳机构可以为能够吸收中子的材料制成，来保护动物的器官，尤其是大鼠腹部内的器官；

3、壳体和支架可以起到固定支撑动物的目的；

4、第一台阶部和/或第二台阶部均考虑到了动物，尤其是大鼠的实际情况，从而使其更适配于实际作业情况；

5、第三屏蔽机构和慢化机构能够起到控制动物的头部的剂量的效果。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与图式，然而所提供的图式仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是硼中子捕获反应示意图。

图2是¹⁰B(n,α)⁷Li中子捕获核反应方程式。

图3是本申请实施例的动物辐照系统的示意图。

图4是本申请另一个实施例的动物辐照系统的示意图。

图5是本申请实施例的动物照射装置的结构示意图。

图6是图5中的动物照射装置除去动物容纳机构的结构示意图。

图7示出了本申请实施例的动物照射装置的结构原理示意图。

图8是图5中的动物照射装置的局部示意图，其主要示出了第一屏蔽机构、第二屏蔽机构、第一台阶部、第二台阶部。

图9主要示出了第一屏蔽单元的结构示意图。

图10主要示出了第二屏蔽单元的结构示意图。

图11是图5中的部分的动物照射装置的结构示意图，其主要示出了第二屏蔽机构、第三屏蔽机构以及慢化机构。

图12是本申请另一个实施例的动物照射装置的结构示意图，该动物照射装置包括壳体。

图13是图11的主视图，其主要示出了动物容纳机构、支架以及壳体。以上附图的附图标记：100、动物辐照系统；10、放射源；20、动物照射装置；11、中子产生装置；12、射束整形体；13、准直器；111、带电粒子线产生装置；T、靶材；P、带电粒子线；N、中子束；Z、缓速体；200、动物；201、动物容纳机构；2011、垫片；2012、空腔；Y、轴线；202、第一屏蔽机构；2021、第一屏蔽单元；2022、第一孔单元；2023、第一台阶部；203、第二屏蔽机构；2031、第二屏蔽单元；2032、第二孔单元；2033、第二台阶部；204、慢化机构；2041、凸起；2042、凹槽；205、壳体；206、支架；2061、第一杆单元；2062、第二杆单元；2063、主体部；2064、贴合部；207、第三屏蔽机构。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

如图3，动物辐照系统100包括放射源10和动物照射装置20，放射源10用于产生放射线并包括射束出口OUT，动物照射装置20用于容纳动物200。照射时，先将动物200在动物照射装置20中进行定位，再将动物照射装置20相对于放射源10进行固定，然后控制放射源10产生放射线并从射束出口OUT出来照射向动物照射装置20中的动物200。

本实施例中，动物辐照系统100为硼中子捕获治疗系统，放射源10包括中子产生装置11、射束整形体12和准直器13。中子产生装置11用于产生中子束N，中子产生装置11包括带电粒子线产生装置111和靶材T，带电粒子线产生装置111包括加速器，通过加速器对带电粒子(如质子、氘核等)进行加速，产生如质子线的带电粒子线P，带电粒子线P照射到靶材T并与靶材T作用产生中子，中子形成中子束N。合适的核反应可依据所需的中子产率与能量、可提供的加速带电粒子能量与电流大小、靶材T的物化性等特性来挑选，在此对加速器111、靶材T的具体构造不做详细描述。射束整形体12用于调整中子束N的射束品质，准直器13用以汇聚中子束N，使中子束N在进行治疗的过程中具有较高的靶向性，准直器13形成射束出口OUT，从射束出口OUT出来的中子束N围绕中心轴线X限定一根主轴。中子产生装置11产生的中子束N依次通过射束整形体12和准直器13照射向动物照射装置20中的动物200。图示及下文所述中子束N方向不代表实际的中子运动方向，而是代表中子束N整体运动趋势的方向。可以理解，中子产生装置11还可以有其他的构造，如不采用加速器111中子源；射束整形体12和准直器13的构造在此不做详细描述。可以理解，放射源10在动物200辐照试验后可同时用于肿瘤患者的治疗。放射源10还可以有其他的构造，如包括其他放射线产生装置，或者不具有射束整形体12或准直器13。

图4示出了本申请另一个实施例的动物辐照系统100，与上个实施例类似的，动物辐照系统100将带电粒子线P照射到靶材T上形成能谱较宽的中子射束，缓速体Z将能谱较宽的中子射束调整为具有一定能量范围的中子束N，再向动物照射装置20辐射。射束整形体12可以用于调整中子束N的射束品质。与上个实施例不同的，在本实施方式中，该动物辐照系统100没有设置准直器，射束出口设在射束整形体12上。

如图5和图6所示，基于此，本申请实施例公开了一种动物照射装置20，包括：

动物容纳机构201，所述动物容纳机构201沿一轴线Y方向延伸，所述动物容纳机构201具有沿所述轴线Y方向相对的第一端和第二端，所述动物容纳机构201具有容纳动物200并且两端敞开的空腔2012；

第一屏蔽机构202，所述第一屏蔽机构202位于所述动物容纳机构201的第二端，所述第一屏蔽机构202包括沿所述轴线Y方向与所述空腔2012相对设置的第一孔单元2022；

第二屏蔽机构203，所述第二屏蔽机构203位于所述第一屏蔽机构202沿所述轴线Y方向背离所述动物容纳机构201的一侧，所述第二屏蔽机构203包括沿所述轴线Y方向与所述第一孔单元2022相对设置的第二孔单元2032。

参照图7所示，借由上述结构，所述动物容纳机构201可以将动物200容纳其中，放射源10产生的中子束N穿过第二屏蔽机构203、第一屏蔽机构202射向所述动物容纳机构201，第一屏蔽机构202和第二屏蔽机构203可以进行部分中子或γ射线的屏蔽，对无需照射区域进行辐射屏蔽保护。

以动物200为大鼠举例，可以采用该动物照射装置20对大鼠的头部进行中子毒性试验，该实验主要研究热中子的毒性试验，但也会有快中子和伽马射线的存在，毒性实验的剂量组成和占比与人体脑部治疗非肿瘤部位的正常脑部组织所受剂量组成和占比类似。在本实施方式中的毒性试验中，大鼠的照射部位可以包括大鼠的头部。换言之，本试验希望在保证放射源10不变的情况下，使得大鼠的头部可以尽可能多地获得热中子。而大鼠除去头部的部位为非照射部位，可以包括大鼠的头部以下的诸如颈部、躯干、腹部内的器官、尾部等。换言之，本试验希望在使大鼠的头部获得尽可能多的热中子的同时，能够尽量降低其他射线和热中子对非照射部位的危害。

当然的，在其他试验中，也可以采用该动物照射装置20对其他动物200(例如，小鼠、兔子等)进行试验，也可以对其他照射部位(例如尾部、颈部等)进行热中子照射试验，当然试验的目的也可以不仅仅局限在毒性试验，还可以根据需要为治疗试验等其他试验内容。

如图5所示，本申请实施例中的动物容纳机构201沿一轴线Y方向延伸。动物容纳机构201呈矩形体。当然的，在其他可选的实施方式中，动物容纳机构201也可以呈诸如圆柱形、正方体、六边形体等。所述动物容纳机构201具有沿所述轴线Y相对的第一端(图5中的左端)和第二端(图5中的右端)。所述动物容纳机构201的内部形成有一空腔2012。该空腔2012用于容纳动物200。并且该空腔2012朝向所述动物容纳机构201的第二端敞开，以使得容纳其中的动物200能够从所述动物容纳机构201的第二端部分地伸出。一般的，大鼠的头部、靠近头部的躯干等部分部位位于动物容纳机构201的外部。而其余身体部位(例如，其余部分的躯干、腹部内的脏器、尾部等)位于所述动物容纳机构201内。

在本实施方式中，所述动物容纳机构201可以由碳化硼(B₄C)或碳酸锂(Li₂CO₃)材料制成。碳化硼或碳酸锂可以吸收中子。由此，所述动物容纳机构201可以将位于其内的大鼠的部位和器官保护在内，尤其是减少了进入大鼠腹部器官的中子通量，降低腹部器官的剂量。当然的，制成所述动物容纳机构201的材料也可以根据实际需要进行选取，只要其能够对中子或者其他对于大鼠非照射部位有害的射线或粒子进行屏蔽即可。

为了便于作业，在动物容纳机构201内还可以可拆卸地设置有能固定大鼠的垫片2011。例如，动物容纳机构201的内侧壁具有沿其轴线Y方向延伸的插槽，垫片2011可以通过插接的方式从动物容纳机构201的第一端固定在动物容纳机构201的内部。当然的，在其他可选的实施方式中，垫片2011也可以通过诸如卡接、螺栓连接、粘接、铆接等其他可拆卸的方式与动物容纳机构201固定。由此，可以将大鼠通过诸如捆绑、粘结、捆扎等方式固定在垫片2011上，再将垫片2011固定在动物容纳机构201的内部，就可以实现将大鼠较为稳定地置于所述动物容纳机构201内。

考虑到需要将大鼠部分的身体部位伸出动物容纳机构201进而伸入第一屏蔽机构202和第二屏蔽机构203，垫片2011在固定在动物容纳机构201后，也可以部分地伸出动物容纳机构201以伸入第一屏蔽机构202的第一孔单元2022和第二屏蔽机构203的第二孔单元2032。由此，垫片2011伸出动物容纳机构201的部分可以对大鼠伸出动物容纳机构201的部位提供支撑，以保证大鼠以预设形态接受照射。

一般的，为了加工方便，垫片2011为由PMMA材料制成的板状。当然的，在其他可选的实施方式中，垫片2011的形状和材料也可以根据实际情况进行选取。

考虑到尽量降低该动物照射装置20的调试安装时间和繁琐度，所述动物容纳机构201、位于所述动物容纳机构201第二端一侧的第一屏蔽机构202(下文详述)、位于所述动物容纳机构201第二端一侧的第二屏蔽机构203(下文详述)一般可以处于较为固定的稳定状态。为了避免干涉，所述空腔2012自所述动物容纳机构201的第一端向第二端贯通，而所述垫片2011自所述动物容纳机构201的第一端与所述动物容纳机构201能拆卸地连接。由此，可以将设置有大鼠的垫片2011从动物容纳机构201的第一端置于所述动物容纳机构201内。而在完成照射作业后，也可以将垫片2011从动物容纳机构201的第一端移出。

主要参照图5至图8所示，第一屏蔽机构202位于所述动物容纳机构201的第二端，所述第一屏蔽机构202上开设有沿所述轴线Y方向贯通的第一孔单元2022。所述第一孔单元2022可以用于供大鼠的部分部位，诸如颈部以及部分的与颈部连接的身体上部等，通过。所述第一孔单元2022沿所述轴线Y方向与所述动物容纳机构201的空腔2012相对。换言之，所述第一孔单元2022在朝向垂直于所述轴线Y截面所形成的投影和所述动物容纳机构201的空腔2012在朝向垂直于所述轴线Y截面所形成的投影至少部分的重合。考虑到大鼠的颈部一般小于大鼠的其他躯干部分。所述第一孔单元2022在朝向垂直于所述轴线Y截面形成的投影一般在所述动物容纳机构201的空腔2012在朝向垂直于所述轴线Y截面形成的投影范围内。

所述第一屏蔽机构202可以由铅或铅合金材料制成。由于铅或铅合金对伽马射线具有较佳的屏蔽功能，因此，第一屏蔽机构202可以减少大鼠位于所述动物容纳机构201内的部位接收到的伽马射线量，由此，可以减少例如腹部器官等器官受到的伽马剂量毒性。当然的，所述第一屏蔽机构202的材料也可以根据实际需要进行选取，只要其能够对伽马射线或者其他对于大鼠或其他动物200的非照射部位有害的射线或粒子进行屏蔽即可。

在一个优选的实施方式中，结合图5、图8和图9所示，考虑到大鼠的颈部和/或肩部一般是自其头部向其尾部逐渐变大，为了使所述第一孔单元2022尽量适配于大鼠的颈部和/或肩部，所述第一屏蔽机构202包括沿所述轴线Y方向排列的至少两个第一屏蔽单元2021，至少两个所述第一屏蔽单元2021形成有用于对大鼠的非照射部位进行限位的第一台阶部2023。任意两个相邻的第一屏蔽单元2021的第一孔单元2022的截面积自第一端向第二端逐渐变小，且所有第一屏蔽单元2021的第一孔单元2022的最小截面积也应该大于大鼠的头部，以保证大鼠可以穿过第一屏蔽机构202。所述第一台阶部2023可以由相邻两个所述第一屏蔽单元2021用于构成所述第一孔单元2022的壁面(图中剖面线示出，剖面线仅作为示意，不具有实际意义)和其中一个较为临近所述动物容纳机构201的所述第一屏蔽单元2021的端面形成。换言之，在大鼠置于该动物照射装置20后，任意一个第一屏蔽单元2021用于构成所述第一孔单元2022的壁面与大鼠的颈部或躯干的最大外径之间形成的间隙保持在较小的范围内，从而使得透过该间隙产生的射线或粒子的泄漏维持在较低或者说允许的范围内。在本实施方式中，所述第一屏蔽单元2021的数量为2个。当然的，在其他可选的实施方式中，所述第一屏蔽单元2021的数量也可以根据需要设置为3个、4个或其他数个。而各个第一屏蔽单元2021的第一孔单元2022的截面积也可以根据大鼠的实际情况进行调整。

主要参照图5和图8所示，所述第二屏蔽机构203位于所述第一屏蔽机构202的第二端，即，所述第二屏蔽机构203位于所述第一屏蔽机构202沿所述轴线Y方向背离所述动物容纳机构201的一侧。所述第二屏蔽机构203上开设有沿所述轴线Y方向贯通的第二孔单元2032。所述第二孔单元2032可以用于供大鼠的头部放置。所述第二孔单元2032沿所述轴线Y方向与所述第一孔单元2022相对。换言之，所述第二孔单元2032在朝向垂直于所述轴线Y截面所形成的投影和所述第一孔单元2022在朝向垂直于所述轴线Y截面所形成的投影至少部分的重合。考虑到大鼠的头部一般小于大鼠的其他部分，所述第二孔单元2032在朝向垂直于所述轴线Y截面形成的投影一般在所述第一孔单元2022在朝向垂直于所述轴线Y截面形成的投影范围内。

所述第二屏蔽机构203可以由石墨材料制成。由于石墨对热中子具有较高的中子散射截面。因此，第二屏蔽机构203可以尽量增加大鼠头部(主要是脑部)接受的热中子剂量，相应的，也可以减少照射至大鼠非照射部位的热中子剂量。当然的，所述第一屏蔽机构202的材料也可以根据实际需要进行选取，只要其能够对热中子进行较好的反射，使得大鼠或其他大鼠的照射部位获得较多中子，而对非照射部位屏蔽热中子即可。

在一个优选的实施方式中，结合图5、图8和图10所示，考虑到大鼠的头部一般是自其头部向其尾部逐渐变大，为了使所述第二孔单元2032尽量适配于大鼠的头部，所述第二屏蔽机构203包括沿所述轴线Y方向排列的至少两个第二屏蔽单元2031，至少两个所述第二屏蔽单元2031形成有用于对大鼠的非照射部位进行限位的第二台阶部2033。任意两个相邻的第二屏蔽单元2031的第二孔单元2032的截面积自第一端向第二端逐渐变小。所述第二台阶部2033可以由相邻两个所述第二屏蔽单元2031用于构成所述第二孔单元2032的壁面(图中剖面线示出，剖面线仅作为示意，不具有实际意义)和其中一个较为临近所述动物容纳机构201的所述第二屏蔽单元2031的端面形成。换言之，在大鼠置于该动物照射装置20后，任意一个第二屏蔽单元2031用于构成所述第二孔单元2032的壁面与大鼠的头部之间形成的间隙保持在较小的范围内，以尽量提高第二屏蔽机构203对热中子的反射作用。在本实施方式中，所述第二屏蔽单元2031的数量为2个。当然的，在其他可选的实施方式中，所述第二屏蔽单元2031的数量也可以根据需要设置为3个、4个或其他数个。而各个第二屏蔽单元2031的第二孔单元2032的截面积也可以根据大鼠的实际情况进行调整。

基于上述结构，当放射源10产生的中子束N从第二屏蔽机构203的一侧朝向大鼠照射时，第二屏蔽机构203内具有的第一伽马射线量(也就是位于第二屏蔽机构203内的大鼠的照射部位接收到的伽马射线量)和动物容纳机构201内具有的第二伽马射线量(也就是位于动物容纳机构201内的大鼠的非照射部位接收到的伽马射线量)均处于较低的符合要求的范围内。当然的，在第一屏蔽机构202的作用下，动物容纳机构201内具有的第二伽马射线量小于第二屏蔽机构203内具有的第一伽马射线量。同时，在第二屏蔽机构203和动物容纳机构201的作用下，第二屏蔽机构203内具有的第一热中子剂量(也就是位于第二屏蔽机构203内的大鼠的照射部位接收到的热中子剂量)远大于动物容纳机构201内具有的第二热中子剂量(也就是位于动物容纳机构201内的大鼠的非照射部位接收到的热中子剂量)。并且，第二屏蔽机构203内具有的第一热中子剂量维持在较高的水平，满足诸如毒性试验等试验要求。动物容纳机构201内具有的第二热中子剂量维持在较低或极低的水平，能够尽量减小对大鼠或其他动物200的非照射部位的损害。

在其他可选的实施方式中，参照图11所示，在所述第二屏蔽机构203的第二端可以设置有第三屏蔽机构207。换言之，第三屏蔽机构207沿所述轴线Y方向位于所述第二屏蔽机构203背离所述第一屏蔽机构202的一侧。第三屏蔽机构207能够覆盖所述第一孔单元2022。也就是说，所述第一孔单元2022在朝向垂直于所述轴线Y截面形成的投影完全在所述第三屏蔽机构207的范围内。所述第三屏蔽机构207可以由铅或铅合金材料制成。正如前所述，铅或铅合金对伽马射线较佳的屏蔽效果，因此，第三屏蔽机构207可以屏蔽由靶出射，以及中子慢化等过程产生的伽马射线，更大程度地减少由伽马射线对大鼠或其他动物200造成的伽马剂量毒性。

在其他可选的实施方式中，参照图5和图11所示，在所述第三屏蔽机构207的第二端可以设置有慢化机构204。换言之，慢化机构204沿所述轴线Y方向位于所述第三屏蔽机构207背离所述第二屏蔽机构203的一侧。慢化构能够覆盖所述第一孔单元2022。也就是说，所述第一孔单元2022在朝向垂直于所述轴线Y截面形成的投影完全在所述慢化机构204的范围内。所述慢化机构204可以由具有较高的中子散射截面的材料，例如PMMA材料，制成。由此，慢化机构204可以更加充分地慢化中子，使由放射源10发出的中子束N的能量降至适宜大鼠照射的情况。当然的，所述慢化机构204的材料也可以根据实际需要进行选取，只要其能够达到慢化效果，且符合大鼠或其他动物200照射要求即可。

在一些应用场景下，常常需要对多个动物200(例如大鼠)进行同时照射，来进行对比参照研究。例如，可以对不同体重的大鼠施加相同的剂量，或者，可以对相同体重的大鼠施以不同的剂量，或者，可以对不同体重的大鼠施加同比的剂量。

因此，在一个可选的实施方式中，参照图5和图12所示，所述动物容纳机构201的数量可以为多个,至少为2个。也就是说，所述动物容纳机构201的数量可以根据实际需要设置为2个、3个、6个等。相应的，每个动物容纳机构201也必然设置有对应的第一孔单元2022和第二孔单元2032。

参照图12和图13所示，所述动物照射装置20还可以包括壳体205，所述壳体205内设置有支架206，所述支架206包括与所述壳体205内侧壁连接的第一杆单元2061和与所述第一杆单元2061连接的第二杆单元2062，所述第二杆单元2062包括沿垂直于所述轴线Y方向间隔排列的多个杆件，多个所述动物容纳机构201分别设置在对应的所述杆件上。由此，壳体205以及支架206可以将所有动物容纳机构201集成在内，便于取放。多个所述动物容纳机构201可以通过与所述第二杆单元2062进行粘结或者捆扎或者卡接等方式，可以较为合理的排列在垂直于所述轴线Y的截面范围内。考虑为了使各个大鼠或动物获得基本相同的热中子剂量，多个所述动物容纳机构201可以沿圆周方向均匀排列。

在本实施方式中，主要参照图12和图13，壳体205呈圆筒状。所述第一杆单元2061构成与所述壳体205的内侧壁贴合的弧形状。各个所述第二杆单元2062的杆件通过螺丝或螺栓等固定装置与所述第一杆单元2061固定。所述动物容纳机构201的数量为6个。6个动物容纳机构201沿圆周方向间隔排列。相应的，所述第二杆单元2062包括三排杆件。每排杆件上搭设有两个动物容纳机构201。当然的，动物容纳机构201的数量和杆件的数量也可以根据实际需要进行调整。例如，所述动物容纳机构201的数量可以为4个。所述第二杆单元2062包括2排杆件。或者，所述动物容纳机构201的数量可以为8个。所述第二杆单元2062包括4排杆件。此外，在其他可选的实施方式中，多个动物容纳机构201的排列方式也可以根据实际需要进行选取，例如，可以呈矩形阵列、线性阵列或其他阵列形式。

考虑到支架206的强度，第二杆单元2062可以由诸如铝合金等金属材料制成。考虑到材料成本、轻便、加工方便程度等因素，壳体205可以由PMMA材料制成。结合图5所示，相应的，为了兼顾自身强度和与壳体205的连接强度，所述第一杆单元2061可以包括由金属材料制成的主体部2063和由PMMA材料制成的贴合部2064。贴合部2064可以套设在主体部2063的外侧。贴合部2064可以通过粘贴的方式与壳体205实现牢固连接。

在本实施方式中，参照图11和图12所示，所述第一屏蔽机构202中的各个第一屏蔽单元2021呈板状，每个第一屏蔽单元2021上开设有与所述动物容纳机构201对应的第一孔单元2022。所述第二屏蔽机构203中的各个第二屏蔽单元2031呈板状，各个第二屏蔽单元2031上开设有与第一孔单元2022对应的第二孔单元2032。所述第三屏蔽机构207和慢化机构204沿轴线Y方向延伸，并能覆盖所有的第一孔单元2022。具体的，相邻的两个第一屏蔽单元2021之间、相邻的所述第一屏蔽单元2021和相邻的所述第二屏蔽单元2031之间、相邻的两个第二屏蔽单元2031之间、所述第二屏蔽单元2031和所述第三屏蔽机构207、所述第三屏蔽机构207和所述慢化机构204之间可以通过粘结、卡接、螺栓固定等方式实现紧固连接。

在一个可选的实施方式中，参照图11和图12所示，所述慢化机构204的外缘朝向所述壳体205的一侧凸起2041，以形成用于容纳所述第三屏蔽机构207的凹槽2042。所述第三屏蔽机构207可以呈圆盘状，并且设置在所述慢化机构204的凹槽2042内。所述第二屏蔽机构203和所述第一屏蔽机构202也可以呈圆盘状，并且嵌设在壳体205内部，所述壳体205可以通过慢化机构204的外缘与慢化机构204实现密封贴合。采用该种结构，只要保证慢化机构204的外径和所述壳体205的外径基本相同或相同即可。

在另一个可选的实施方式中，所述壳体205的第二端具有翻边，所述第一屏蔽机构202可以通过翻边与壳体205粘结。而第一屏蔽机构202与第二屏蔽机构203也可以通过粘结等方式实现连接。第三屏蔽机构207与第二屏蔽机构203也可以通过粘结等方式实现连接。慢化机构204和第三屏蔽机构207也可以通过粘结等方式实现连接。

优选地，考虑到外形尺寸的统一，所述慢化机构204、所述第三屏蔽机构207、第二屏蔽机构203、第一屏蔽机构202以及壳体205的外径尺寸基本相同或相同。

结合图3、图4、图5和图12所示，本申请实施例还公开了一种动物辐照系统100，包括：

用于产生放射线的放射源10，所述放射源10包括具有预设孔径的束流孔洞；本实施例中放射源10可以包括中子产生装置11、射束整形体12、准直器13，束流孔洞为设置在准直器13上的射束出口；在另一实施例中，可以不设置准直器，束流孔洞为设置在射束整形体12上的射束出口。

如上述的动物照射装置20，所述动物照射装置20能置于所述束流孔洞即射束出口内。

借由上述结构，动物照射装置20的直径与BSA射束出口直径一致，可以刚好放入BSA射束出口内，不用另外的固定装置，保持位置不变。

所述动物照射装置20的最大外径与所述束流孔洞的预设孔径相同或相近。可以理解为，在保证所述动物照射装置能置于所述束流孔洞的前提条件下，所述动物照射装置20的最大外径无限接近于所述束流孔洞的预设孔径。换言之，所述动物照射装置20和所述束流孔洞之间可以形成一定的间隙，但是这两者形成的间隙可以被控制在极小或较小的允许范围内。

在前述的例子中，所述第一屏蔽机构202和所述第二屏蔽机构203位于所述壳体205内部时，所述壳体205和所述慢化机构204的最大外径可以被认为该动物照射装置20的最大外径。

在前述的例子中，当所述慢化机构204、所述第三屏蔽机构207、第二屏蔽机构203、第一屏蔽机构202以及壳体205的外径相同或基本相同的情况下，这些部件中的最大外径可以被认定为该动物照射装置20的最大外径。

在一个优选的实施方式中，束流孔的中心线(图3中的X轴)与慢化机构204的中心线、第三屏蔽机构207的中心线、第二屏蔽机构203的中心线、第一屏蔽机构202的中心线、壳体205的中心线重合。在实际情况下，此处的重合也可以在允许的范围内存在一定的误差。此外，多个动物容纳机构201还可以沿以束流孔的中心线(图3中的X轴)为中心的圆周方向排列。

综上，本申请具有以下优点：

1、第一屏蔽机构202和第二屏蔽机构203可以调整中子束N流，优化动物200体内剂量分布；

2、动物容纳机构201可以为能够吸收中子的材料制成，来保护动物200的器官，尤其是大鼠腹部内的器官；

3、壳体205和支架206可以起到固定支撑动物容纳机构201的目的；

4、第一台阶部2023和/或第二台阶部2033均考虑到了动物200，尤其是大鼠的实际身体形态特征，从而使其更适配于实际作业情况；

5、第三屏蔽机构207和慢化机构204能够对动物200的头部的剂量起到控制和保护的效果，慢化机构204充分慢化中子，第三屏蔽机构207可屏蔽伽马射线。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的申请专利范围，所以凡是运用本发明说明书及图式内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的申请专利范围内。

本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

虽然通过实施例描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的实施方式包括这些变形和变化而不脱离本申请。

Claims (16)

1.一种动物照射装置，其特征在于，包括：

动物容纳机构，所述动物容纳机构沿一轴线方向延伸，所述动物容纳机构具有沿所述轴线方向相对的第一端和第二端，所述动物容纳机构具有容纳动物的空腔；

第一屏蔽机构，所述第一屏蔽机构位于所述动物容纳机构的第二端，所述第一屏蔽机构包括沿所述轴线方向与所述空腔相对设置的第一孔单元；

第二屏蔽机构，所述第二屏蔽机构位于所述第一屏蔽机构沿所述轴线方向背离所述动物容纳机构的一侧，所述第二屏蔽机构包括沿所述轴线方向与所述第一孔单元相对设置的第二孔单元。

2.根据权利要求1所述的动物照射装置，其特征在于，所述动物容纳机构由碳化硼或碳酸锂材料制成；所述第一屏蔽机构由铅或铅合金材料制成；所述第二屏蔽机构由石墨材料制成。

3.根据权利要求1所述的动物照射装置，其特征在于，所述空腔朝所述动物容纳机构的第二端敞开，所述动物容纳机构内设置有用于对动物进行限位的垫片，所述垫片自所述动物容纳机构的第一端依次伸入所述空腔、所述第一孔单元和所述第二孔单元内。

4.根据权利要求3所述的动物照射装置，其特征在于，所述动物容纳机构的空腔朝向所述动物容纳机构的第一端敞开，所述垫片自所述动物容纳机构的第一端与所述动物容纳机构能拆卸地连接。

5.根据权利要求1所述的动物照射装置，其特征在于，所述动物容纳机构具有多个，所述第一屏蔽机构设有与动物容纳机构一一对应的多个第一孔单元，所述第二屏蔽机构设有与第一孔单元一一对应的多个第二孔单元。

6.根据权利要求5所述的动物照射装置，其特征在于，所述动物容纳机构的空腔的中心线、与所述动物容纳机构的空腔相对应的所述第一孔单元的中心线、以及与所述第一孔单元相对应的第二孔单元的中心线重合。

7.根据权利要求5所述的动物照射装置，其特征在于，还包括壳体、设置在所述壳体内的支架，所述支架包括与所述壳体内侧壁连接的第一杆单元和与所述第一杆单元连接的第二杆单元，所述第二杆单元包括沿垂直于所述轴线方向间隔排列的多个杆件，多个所述动物容纳机构分别设置在对应的所述杆件上。

8.根据权利要求7所述的动物照射装置，其特征在于，所述第一杆单元包括主体部和贴合部，所述主体部由金属材料制成，所述贴合部与所述壳体的内侧壁贴合并与所述主体部连接，所述壳体和所述贴合部由PMMA材料制成。

9.根据权利要求1所述的动物照射装置，其特征在于，所述第二屏蔽机构包括沿所述轴线方向排列的至少两个第二屏蔽单元，至少两个所述第二屏蔽单元形成有用于对动物的照射部位进行限位的第二台阶部。

10.根据权利要求1所述的动物照射装置，其特征在于，所述第一屏蔽机构包括沿所述轴线方向排列的至少两个第一屏蔽单元，至少两个所述第一屏蔽单元形成有用于对动物的非照射部位进行限位的第一台阶部。

11.根据权利要求1所述的动物照射装置，其特征在于，所述第二屏蔽机构包括沿所述轴线方向排列的至少两个第二屏蔽单元，至少两个所述第二屏蔽单元形成有用于对动物的头部进行限位的第二台阶部；所述第一屏蔽机构包括沿所述轴线方向排列的至少两个第一屏蔽单元，至少两个所述第一屏蔽单元形成有用于对动物的颈部和/或肩部进行限位的第一台阶部。

12.根据权利要求1所述的动物照射装置，其特征在于，还包括能至少覆盖所述第一孔单元的第三屏蔽机构，所述第三屏蔽机构位于所述第二屏蔽机构沿所述轴线方向背离所述第一屏蔽机构的一侧。

13.根据权利要求12所述的动物照射装置，其特征在于，所述第三屏蔽机构由铅或铅合金材料制成。

14.根据权利要求13所述的动物照射装置，其特征在于，还包括能至少覆盖所述第一孔单元的慢化机构，所述慢化机构位于所述第三屏蔽机构沿所述轴线方向背离所述第二屏蔽机构的一侧。

15.根据权利要求14所述的动物照射装置，其特征在于，所述慢化机构由PMMA材料制成。

16.一种动物辐照系统，其特征在于，包括：

用于产生放射线的放射源，所述放射源包括具有预设孔径的束流孔洞；

如权利要求1至15任一项所述的动物照射装置，所述动物照射装置能置于所述束流孔洞内，

所述动物照射装置的最大外径与所述束流孔洞的预设孔径相同或相近。